掺加剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种掺加剂组合物，其含有ＥＯ／ＰＯ增塑剂和有效改变粘土活性的试剂。更具体地说，本发明专利技术涉及一种掺加剂组合物，其含有ＥＯ／ＰＯ增塑剂和有效改变绿土的增塑剂吸收率的试剂，该增塑剂含具有侧基氧化乙烯和氧化丙烯基团的梳型聚合物，所述梳型聚合物能被绿土所吸收，所述的绿土遇水发生膨胀并且当其遇水膨胀时具有吸收该超塑化剂的能力。本发明专利技术还涉及一种水泥组合物，该组合物含有能水合的水泥粘结剂和上述掺加剂组合物。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是1997年6月25日提交的专利技术名称为“向含绿土混凝土中添加氧化烯基超塑化剂的混合材和方法”，申请号为98808461.9专利申请的分案申请。本中请是1997年6月25日提出的临时专利技术申请系列号60/050697的部分后续申请。尽管已经发现上述EO/PO梳型高聚物超塑化剂是有效的，但是，在不同的水泥或混凝土混合物中，用量效率(为获得要求的流动性或增塑性所需的聚合物的量)是不同的。
技术实现思路
我们在进行了基本研究后发现改变EO/PO增塑剂用量效率的问题可能是由于制备混凝土或砂浆用的集料(例如砂子)中存在的某些溶胀性粘土，即绿土例如钠蒙脱石引起的。已经发现在EO/PO超塑化剂和含绿土的砂浆或混凝土之间发生了不利的相互作用。理论上，这类粘土开始遇混合水时发生膨胀，在膨胀状态下吸收或捕获超塑化剂。这些不利的相互作用导致新拌砂浆或混凝土的和易性变差，使得用量效应变差。另外，我们已经发现了有效提高这些超塑化剂用量效应的几种途径。有效途径一般包括在使粘土和超塑化剂接触之前减少或防止粘土膨胀；改变混合次序；添加可溶性钙盐(例如亚硝酸钙、硝酸钙)；和向新拌砂浆或混凝土中添加EO或EO/PO二元醇。兼顾这些途径可使性能达到最佳，尤其对于极粗、质量差(混有粘土)的砂子而言。广义地说，本专利技术涉及含水水泥组合物的制备方法和提供一种有效改变粘土活性的添加剂，所述组合物除了含有增塑剂外，还含有粘土，该粘土遇水发生膨胀。例如降低粘土吸收EO/PO增塑剂的能力。在向粘土中加水之前，最好先将粘土活性改性剂加入到粘土中，当然，在某些情况下，如果对粘土的亲合力超过对EO/PO增塑剂的亲合力，那么可按任何顺序加入该添加剂。在另一个示例性的方法中，粘土是绿土，增塑剂包括EO/PO聚合物(包括在主链和/或侧基上有EO/PO部分的梳型高聚物)。在再一个示例性的方法中，粘土活性改性剂包括无机阳离子、有机阳离子、能被粘土吸收的极性有机分子，粘土分散剂(例如多磷酸盐)或它们的混合物。如果使用阳离子或极性有机分子，那么在制备含水的胶凝性组合物时，在加水湿润粘土之前，先向粘土中加入粘土活性改性剂。如果粘土活性改性剂是粘土分散剂，例如多磷酸盐，或者阳离子对阳离子交换的亲合力比增塑剂的强(例如季铵类有机阳离子)，那么可在向粘土中加水前后或加水期间添加该添加剂。本专利技术人相信改变粘土至少有三种可能的机理。一种机理是降低粘土的表面活性(或反应性)，例如降低粘土颗粒吸收EO/PO增塑剂的能力。第二种机理或作用模式是降低使混凝土具有总坍落度的粘土的粘度。这可通过分散粘土(由此使单个的粘土片分开)或絮凝粘土(由此将粘土破碎或聚集成致密体，从而降低其在混凝土混合物中的粘度)来实现。第三种作用模式是用牺牲剂预吸收粘土。如上所述，本专利技术也涉及含EO/PO增塑剂和粘土活性改性剂的掺加剂。本专利技术优选的掺加剂组合物含有EO/PO增塑剂，优选EO/PO梳型高聚物(在主链和/或侧基上连接有EO/PO基团)和粘土分散剂，例如多磷酸盐，或对粘土有强亲合力的有机阳离子，例如季铵，含EO/PO的聚合物(与掺入到水泥混合物中的EO/PO增塑剂不同)，或它们的混合物。借助于下面的详细描述，本专利技术的其他优点和特征将更显而易见。本专利技术使用的术语“粘土”特指具有典型溶胀性、吸收性的2∶1粘土，它们常常被归入绿土、蒙脱石、伊利石、锂蒙脱石、或市售的膨润土。据推测火山灰和无定形粘土同样归属于吸收型材料，被认为落在定义的“粘土”范围内。本专利技术人关心的是上述2∶1粘土(而不是1∶1粘土，例如通常不认为是膨胀粘土的高岭土)。在某些砂子中有成问题的2∶1粘土存在(例如绿土)，这就是本专利技术人意外地发现EO/PO增塑剂吸收问题的原因，该问题通过本文的描述已经得到解决。本专利技术主要是提高EO/PO聚合物增塑剂的用量效率。所述增塑剂包括具有氧化烯(或EO/PO)成分的聚合物，包括(但不限于此)在主链和/或侧基上连接有EO/PO成分的“梳型”高聚物。根据转让给W.R.Grace & Co.-Conn的US5393343的教导，本专利技术特别对EO/PO梳型高聚物，尤其是经酰亚胺化的丙烯聚合物或其共聚物进行了试验，该文献引入本文作为参考。这些增塑剂是商标为“ADVA”的销售产品。ADVA(特别是聚丙烯酸)梳型高聚物是通过向多元羧酸主链上接枝聚氧化烯胺(酰胺化/酰亚胺化反应)制备的。试验的另一种梳型高聚物(含EO/PO基团)是根据US4471100的制备方法，通过聚合马来酐和烯化可聚合的聚亚烷基获得的，该文献引入本文作为参考。该产品是市售产品，商品名为“MALIALIM”。市售产品都是以金属盐的形式销售的，所述的盐是通过使聚合物与一种碱例如氢氧化钠或氢氧化钙进行最终的反应获得的。另外本专利技术还设想提高EO/PO增塑剂的用量效率，这种增塑剂不具有梳型结构(即带有侧基的主链)，但是，它们可以有直链或支链结构或其他结构。在进行试验时，大多数水泥组合物，尤其是波特兰水泥混凝土试样是由常规量的水泥、水、碎石和砂子组成的。向这些混合物中加入改变量的上述“ADVA”EO/PO梳型高聚物。通过测定各种混合物的流动性和坍落度(ASTM法)确定聚合物的用量效率。用美国西南部的砂子、Reno，内华达的CB Rilite砂、Albuquerque，新墨西哥(“WMI”)的(“CB”)和WMI Placitas砂制备的试验试样的用量效率较差。试验发现在用试验砂(购自Milton的Kane-Perkins，NH)代替CB Rilite砂或WMI Placitas砂时则提高了用量效率。该性能在微型混凝土和砂浆混合物中得到了证实。即用Kane-Perkins试验砂代替CB砂或WMI砂时显著提高了流动性，坍落度值增大。在分析CB砂和WMI砂后发现，这两种砂子都含有绿土。在进行的平行试验中发现向Kane-Perkins砂中添加钠蒙脱石(一种绿土)，制成的砂浆的流动性变差。添加锂蒙脱石的其他类粘土，即另一种类型的绿土进行的试验表明砂浆的性能也变差，而添加高岭土，一种非绿土(例如2∶1)类的粘土则不会对性能产生负面影响。用含ADVA超塑化剂和混有粘土的砂子的砂浆或混凝土观察的性能变差的事实，也证实对其他的EO/PO超塑化剂是相同的。发现在用其他的市售EO/PO超塑化剂(例如MALIALIM AKM 1511)时，含绿土的砂浆的流动性同样急剧下降。根据这些数据和上述试验，说明与绿土之间发生的不利的相互作用不仅会造成ADVA超塑化剂的用量发生改变，而且也会造成EO/PO塑化剂的用量发生改变。在发现了砂浆和混凝土中的绿土和EO/PO超塑化剂之间发生的相互作用后，大量的精力集中在试图解决这个问题上。最初，发现有三种不同的途径能有效地提高含绿土砂浆或混凝土中EO/PO聚合物的效率。第一种途径添加有效降低混有粘土的集料中所含粘土对EO/PO吸收能力的添加剂，该添加剂是在向砂浆混合物中添加超塑化剂之前加入的，从而有效地改进了含绿土和ADVA超塑化剂的砂浆的性能。如果使用的添加剂是二元醇，例如聚乙二醇(“PEG”)，那么可以看到高分子量的PEG明显地改进了砂浆的流动性。还发现使用含环氧乙烷和丙二醇的二元醇也能有效地改进砂浆的流动性。由此证明同时使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺加剂组合物，其含有ＥＯ／ＰＯ增塑剂和有效改变粘土活性的试剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LA雅蒂尼，H科雅塔，KJ福利尔德，CC欧，F雅赤莫维茨，BW春，AA杰克纳沃里安，CL希尔，
申请(专利权)人：格雷斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]